Trước khi gia nhập Pixar, Docter từng tạo ba bộ phim hoạt hình không sử dụng công nghệ máy tính là Next Door, Palm Springs và Winter.[7] Ông là một fan của các sản phẩm phim ngắn thời kỳ đầu của công ty nhưng lại không biết một chút gì về họ. Docter trả lời trong một cuộc phỏng vấn năm 2009: "Khi nhìn lại, tôi kiểu như là, Mình đã nghĩ gì vào thời điểm đó?"[8]

Docter gia nhập Pixar vào năm 21 tuổi,[4] bắt đầu làm việc một ngày sau khi tốt nghiệp đại học,[6] là nhân viên thứ 10 được thuê,[5] và là nghệ sĩ hoạt hình thứ ba tại công ty.[9] Ông gặp Steve Jobs lần đầu khi Jobs đến để sa thải một số nhân viên cũ. Docter ngay lập tức cảm thấy như tại nhà với bầu không khí gắn bó thân thiết tại công ty. Ông nói: "Khi lớn lên...rất nhiều người trong số chúng tôi cảm thấy mình là người duy nhất trên thế giới có một sự đam mê kỳ quặc với hoạt hình. Đến với Pixar bạn cảm thấy như, "Oh! Ở đây cũng có những người như vậy!"".[2]

Ban đầu, Docter được thuê làm những công việc hạn chế, nhưng John Lasseter nhanh chóng giao cho ông những vai trò lớn hơn trong viết kịch bản, hoạt hình, thu âm và hòa âm dàn nhạc.[8] Ông là một trong 3 biên kịch chính đằng sau ý tưởng của Toy Story, và phần nào xây dựng nhân vật Buzz Lightyear dựa trên chính mình.[5] Ông có một tấm gương trên bàn của mình và tạo ra các khuôn mặt với nó khi tạo hình cho nhân vật.[8]

Niềm say mê trong việc phát triển nhân vật của Docter chịu ảnh hưởng khi xem bộ phim Paper Moon, ông đã nói điều này với phóng viên Robert K. Elder trong một cuộc phỏng vấn cho cuốn sách The Film That Changed My Life.[10]

Tôi hứng thú hơn với các bộ phim được định hướng bởi sự phát triển nhân vật và Paper Moon đã mang lại điều đó cho tôi theo cái cách mà tôi chưa từng thấy trong các bộ phim khác, thực sự tập trung vào toàn bộ câu chuyện về các nhân vật. Nó đậm chất sân khấu theo cách tương tự như khi bạn xem một chương trình biểu diễn. Nó cần nói về các nhân vật, song cũng đậm chất điện ảnh, một bộ phim không thể được tạo nên bởi bất kỳ một cách nào khác. Bộ phim đó thực sự đã gây ấn tượng mạnh với tôi.[11]

Docter là một phần không thể thiếu trong hầu hết các sản phẩm gây ảnh hưởng lớn về sau này của Pixar, bao gồm Toy Story, Toy Story 2, A Bug's Life và Monsters, Inc., tất cả các bộ phim đều nhận được nhiều sự khen ngợi và giải thưởng. Ông đóng góp vào các bộ phim này với vai trò đồng tác giả kịch bản, và làm việc với những người ủng hộ việc sử dụng công nghệ CGI trong hoạt hình như John Lasseter, Ronnie Del Carmen, Bob Peterson, Andrew Stanton, Brad Bird, và Joe Ranft. Docter nhắc đến các đồng nghiệp của mình như một nhóm "những chú ngựa hoang dã".[6]

Năm 2004, ông được John Lasseter đề nghị đạo diễn phiên bản tiếng Anh của Howl's Moving Castle.[12] Docter đạo diễn bộ phim đầu tiên Monsters, Inc., ra mắt ngay sau khi người con đầu tiên của ông, Nick, chào đời. Docter nói về chuyển biến bất ngờ từ một người toàn tâm toàn ý với sự nghiệp trở thành cha mẹ khiến cho ông bị đảo lộn và tạo ra cảm hứng cho cốt truyện.[13] Docter sau đó đạo diễn bộ phim Up, ra mắt vào này 29 tháng 5 năm 2009. Ông xây dựng nhân vật chính trong Up một phần dựa trên chính bản thân mình, dựa trên cảm giác khó xử thường trực trong quan hệ xã hội và sự khao khát được xa lánh khỏi đám đông để ngắm nhìn mọi thứ của ông.[4]

Docter xuất hiện tại Comic-Con 2008 và WonderCon 2009.[14]

Tháng 5 năm 2009, Docter nhấn mạnh với Christianity Today rằng ông đang được sống một cuộc sống đầy may mắn.[4] The A. V. Club miêu tả ông "có được sự đón nhận rộng rãi từ hầu hết mọi người".[6] Docter từng nhận được 6 đề cử Oscars (với một chiến thắng trong hạng mục Phim hoạt hình hay nhất dành cho Up), 3 đề cử giải Annie (thắng 2 giải) và 1 giải BAFTA cho Phim hoạt hình hay nhất với Up.[3] Trong phần phát biểu tại lễ trao giải Oscar, ông nói: "Tôi chưa từng mơ tưởng được rằng việc làm flip book từ cuốn sách toán lớp 3 có thể dẫn đến giải thưởng này."[15]